專利名稱：用于等離子體增強的化學(xué)氣相沉積和斜邊蝕刻的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方式大致涉及處理半導(dǎo)體基板的裝置與方法。更具體地，本發(fā)明的 實施方式涉及用以處理靠近基板邊緣區(qū)域的裝置與方法。
相關(guān)技術(shù)的說明 為了降低所有權(quán)的成本，半導(dǎo)體制造工藝可于一能高重復(fù)性平行處理多片基板的 整合系統(tǒng)中進行。該整合系統(tǒng)通常包含制造界面、加載互鎖真空室(load-lock chamber) 以及適于利用化學(xué)氣相沉積(CVD)或等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝，在一個或 多個基板上形成沉積膜的基板沉積腔室。 在CVD/PECVD期間，通常希望在整個基板上具有均勻的厚度輪廓，且在基板邊緣 區(qū)域附近無沉積。將與不希望產(chǎn)生沉積的邊緣處相靠近的區(qū)域稱為"邊緣排除區(qū)域(edge exclusion)"。

圖1A是顯示出希望于基板101上形成的沉積層102的輪廓的部分剖面圖。 沉積層102均勻地沉積在整個基板101的上表面上，且在邊緣排除區(qū)域103內(nèi)并無沉積。遺 憾的是，實際的沉積輪廓通常與圖1A所示的理想構(gòu)造不同。圖IB是顯示出在經(jīng)過CVD或 PECVD沉積之后，基板101上的沉積層102a的實際表面輪廓的部分剖面圖。沉積層102a — 般延伸至邊緣排除區(qū)域103，且可在靠近邊緣排除區(qū)域103形成具有額外厚度的斜邊104。
為了防止在基板邊緣處沉積膜的形成，圖1C是顯示出一種提出采用遮蔽環(huán) (shadow ring)的常規(guī)方式的部分剖面圖。遮蔽環(huán)105通常設(shè)置在重疊且覆蓋基板101的 至少部分邊緣排除區(qū)域103的位置處。據(jù)此，如圖IC所示，在遮蔽環(huán)105的遮蔽下，沉積層 102b逐漸減少。 雖然目前使用遮蔽環(huán)105能在高達3. 5mm寬的邊緣排除區(qū)域內(nèi)，獲得厚度的均勻 性或其它所希望的邊緣輪廓，但由于器件尺寸逐漸減小，故對于厚度非均勻性，或其它所需 要的輪廓特征的要求必須降低至2mm寬的邊緣排除區(qū)域。由于邊緣排除區(qū)域較小的緣故， 采用遮蔽環(huán)105來防止在邊緣區(qū)域處沉積的常規(guī)方法可能無法提供令人滿意的效果。
因此，需要在不使用遮蔽環(huán)的情況下，以整合方式在基板上沉積薄膜且從基板邊 緣區(qū)域移除該薄膜的裝置與方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明描述了整合了基板邊緣處理能力的基板處理裝置與方法。于一實施方式 中，一種裝置包括加載互鎖真空室、耦合至該加載互鎖真空室的傳送腔室、以及一或多個耦 合至該傳送腔室的雙處理腔室，每一雙處理腔室限定兩個獨立的處理區(qū)域。各處理區(qū)域包 括一基板支撐件、一等離子體產(chǎn)生器以及一氣體傳送組件，其中該基板支撐件具有一基板 支撐表面，該等離子體產(chǎn)生器配置為將一等離子相的蝕刻劑提供至該基板支撐表面的周邊 區(qū)域，以及該氣體傳送組件耦合至一氣體源，其中該氣體傳送組件配置為在該基板支撐表 面上產(chǎn)生一徑向氣流，而該徑向氣流從該基板支撐表面的約中央?yún)^(qū)域流向該基板支撐表面
4的周邊區(qū)域。 另一實施方式中，一種基板處理裝置，包括加載互鎖真空室、耦合至該加載互鎖真 空室的傳送腔室、一或多個雙處理腔室以及耦合至該傳送腔室的基板邊緣處理腔室，其中 該雙處理腔室耦合至該傳送腔室且適于執(zhí)行沉積工藝。該基板邊緣處理腔室包含一基板支 撐件、一等離子體產(chǎn)生器以及一氣體傳送組件，其中該基板支撐件具有一基板支撐表面，該 等離子體產(chǎn)生器配置為將等離子相的蝕刻劑提供至該基板支撐表面的周邊區(qū)域，以及該氣 體傳送組件耦合至一氣體源，其中該氣體傳送組件配置為在該基板支撐表面上產(chǎn)生一徑向 氣流，而該徑向氣流從該基板支撐表面的約中央?yún)^(qū)域流向該基板支撐表面的該周邊區(qū)域。
附圖簡要說明 為了更詳細地理解本發(fā)明前述特征，本發(fā)明示意總結(jié)如上的特定敘述可參照實施
方式獲致，而部分實施方式繪示于附圖中。然而，應(yīng)指出的是附圖中僅繪示本發(fā)明典型的實
施方式，故并非用以限制專利范圍，本發(fā)明可容許其它等效實施方式。
圖1A繪示在基板周邊區(qū)域處所希望的沉積層輪廓。 圖1B繪示在基板周邊區(qū)域處實際獲得的沉積層輪廓。 圖1C繪示一種利用遮蔽環(huán)防止在基板周邊區(qū)域處形成沉積膜的常規(guī)方式。
圖2A為示出具有基板邊緣處理能力的基板處理系統(tǒng)的一個實施方式的示意剖面 圖。 圖2B為示出整合于圖2A所示處理系統(tǒng)中的加載互鎖真空腔室的一實施方式的部 分剖面圖。 圖2C為示出雙處理腔室的一實施方式的剖面圖。 圖3A為示出具有基板邊緣處理能力的基板處理系統(tǒng)的一個實施方式的示意剖面 圖。 圖3B為示出整合邊緣蝕刻功能的基板處理系統(tǒng)的另一實施例的示意圖。
圖4為示出整合邊緣蝕刻功能的基板處理系統(tǒng)的又一實施例的示意圖。
圖5為示出邊緣蝕刻腔室的一實施方式的示意剖面圖。 圖6A為示出邊緣蝕刻腔室的替代的實施方式的示意剖面圖，其中該邊緣蝕刻腔 室具有彼此堆疊的兩處理區(qū)域以平行處理至少兩個基板。 圖6B為示出邊緣蝕刻腔室的替代實施方式的示意剖面圖，其中該邊緣蝕刻腔室 與加載互鎖真空腔室堆疊在一起。 圖7A為邊緣蝕刻裝置的一實施方式的示意圖。
圖7B為邊緣蝕刻裝置的一實施方式的示意圖。
圖8為邊緣蝕刻裝置的一實施方式的示意圖。 為了易于了解，盡可能地使用相同的組件符號代表圖中相同的元件。而于一實施
方式中所公開的元件可有益地用于其它實施方式而不需特別說明。
詳細說明 在此所述實施方式涉及一種整合基板邊緣處理能力的基板處理系統(tǒng)。更具體地， 處理系統(tǒng)系可操作以接收一或多片基板的裝載、于各基板上形成沉積膜、以及蝕刻該沉積 膜在基板邊緣區(qū)域處的所選部分。處理系統(tǒng)的說明性實例包括，但不限于制造界面、加載互 鎖真空室、傳送腔室、以及一或多個雙處理腔室，該雙處理腔室具有二個或更多個彼此相互隔離并共享同一氣體供應(yīng)件與排氣泵的處理區(qū)域。在各雙處理腔室中的處理區(qū)域包括獨立 的氣體分布組件與RF功率源以在各處理區(qū)域中于基板表面的所選區(qū)域處提供等離子體。 各雙處理腔室因而配置成允許在處理區(qū)域中的至少兩基板上同時進行多種經(jīng)隔離的處理。
圖2A為示出基板處理系統(tǒng)200的實施方式的示意圖。處理系統(tǒng)200包括制造界 面210、基板傳送腔室270以及多個雙處理腔室300，基板于該制造界面210處送入加載互 鎖真空室240中以及從加載互鎖真空室240退出，基板傳送腔室270裝有用以裝卸基板的 機械手臂272，雙處理腔室300連接至傳送腔室270。處理系統(tǒng)200適于適應(yīng)多種處理及支 持腔室設(shè)備，例如CVD與蝕刻處理。下述實施方式將針對能施行PECVD以沉積包括非晶碳 的先進構(gòu)圖膜(advancedpatterning f ilm)，且也蝕刻沉積在基板上的薄膜邊緣部分的系 統(tǒng)。然而，應(yīng)理解藉由在此所述實施方式也能思及其它處理。 如圖2A所示，制造界面210可包括基板卡匣213與基板裝卸機械手臂215。各卡匣 213含有準備要進行處理的基板。基板裝卸機械手臂215可包含基板規(guī)劃系統(tǒng)(substrate mapping system)，以指示各卡匣213中的基板為將基板裝載至加載互鎖真空室240中而作 準備。 圖2B為示出加載互鎖真空室240其中之一的實施方式的示意側(cè)視圖，其中該加載 互鎖真空室240整合于制造界面210與傳送腔室270之間。各加載互鎖真空室240在制造 界面210與傳送腔室270之間提供真空界面。各加載互鎖真空室240可包含在加載互鎖真 空室240中堆疊的上基板支撐件242與下基板支撐件244。上基板支撐件242與下基板支 撐件244可配置成在其上支撐送入與退出的基板。基板可經(jīng)由狹縫閥246在制造界面210 與各加載互鎖真空室240間傳送，以及經(jīng)由狹縫閥248在各加載互鎖真空室240與傳送腔 室270間傳送。上基板支撐件242與下基板支撐件244可包括用于溫度控制的特征，例如 內(nèi)建加熱器或冷卻器，以在傳送期間加熱或冷卻基板。 再次參照圖2A，傳送腔室270包括基板裝卸機械手臂272，可操作基板裝卸機械手 臂272以于加載互鎖真空室240與雙處理腔室300之間傳送基板。更具體地，基板裝卸機械 手臂272可具有適以同時將兩基板從一個腔室傳送至另一個腔室的雙基板裝卸葉片274。 基板可經(jīng)由狹縫閥276在傳送腔室270與雙處理腔室300間傳送?；逖b卸機械手臂272 的移動可由馬達驅(qū)動系統(tǒng)(未示出)控制，而馬達驅(qū)動系統(tǒng)可包括伺服電動機或步進電動 機。 圖2C為雙處理腔室300的一個實施方式的示意剖面圖。雙處理腔室300連接至 傳送腔室且包括兩個處理區(qū)域302，于該兩個處理區(qū)域302中，各個基板304可同時進行沉 積與邊緣蝕刻處理。各處理區(qū)域302具有部分界定出處理容積316的墻壁312與底部314， 而由第一與第二氣體源306與308所提供的處理氣體，可分別經(jīng)由第一與第二入口埠307 與309導(dǎo)入處理容積316中?？山?jīng)由形成于墻壁312中的進入埠(未示出)進入處理容積 316，該進入埠有助于基板304進出各處理區(qū)域302的移動。墻壁312與底部314可由單一 塊鋁或其它適于處理的材料所制成。墻壁312支撐蓋組件322且還包括襯墊(liner)324 組件，可利用真空泵(未示出)經(jīng)由襯墊324沿著處理容積316周邊均勻地抽空處理區(qū)域 302。 基板支撐組件330可設(shè)置在各工藝區(qū)域302中央。于一實施方式中，可控制支撐 組件330的溫度。在處理期間，支撐組件330可支撐基板304。于一實施方式中，支撐組件330包括鋁制支撐底座332，支撐底座332可封裝至少一個埋設(shè)的加熱器334，可操作加熱器 334以將支撐組件330與設(shè)置于支撐組件上的基板304可控制地加熱至預(yù)定溫度。于一實 施方式中，可操作支撐組件330以將基板304的溫度維持在約攝氏150度至1000度之間， 視被處理材料的工藝參數(shù)而定。 各支撐底座332可具有上側(cè)336A與下側(cè)336B。支撐基板304的上側(cè)336A具有 小于基板304的表面積，故基板304的周邊邊緣區(qū)域仍未與支撐底座332接觸以促進其處 理(例如蝕刻或清潔)。下側(cè)336B可具有與之耦合的桿338。桿338將支撐組件330耦合 至升降系統(tǒng)340以在上升處理位置與下降位置之間垂直移動支撐組件330，幫助基板傳送 至處理區(qū)域302與從處理區(qū)域302傳送出。桿338另外提供導(dǎo)管用于支撐組件330與腔室 300其它構(gòu)件間的電與熱耦合引線。風(fēng)箱342可耦合在桿338與各處理區(qū)域302的底部314 間。風(fēng)箱342提供處理容積316與各處理區(qū)域302外側(cè)大氣間的真空密封，并幫助支撐組 件330的垂直移動。 為了促進基板304的傳送，各支撐底座332也具有多個開口 346，而升降梢348穿 過開口 346而可移動地裝設(shè)。升降梢348可操作地在第一位置與第二位置間移動。如圖2C 所示，第一位置使基板304放置在支撐底座332的上側(cè)336A上。第二位置(未示出)將基 板304升舉至支撐底座332上方，故可將基板304傳送至從進入埠(未示出)進來的基板 裝卸機械手臂。可由可移動的板350驅(qū)動升降梢348的向上/向下移動。
各支撐組件330還可包括中央對準機構(gòu)360，其可操作以將基板304相對于垂直于 支撐底座332的基板支撐面的垂直參考軸Z進行中央對準。中央對準機構(gòu)360包含三個或 更多個定位在支撐底座332周邊的可移動中央對準指狀物362，以及放置在指狀物362下 方的對向板364。每個指狀物362樞接地安裝在支撐底座332上。對向板364與支撐底座 332是相對地可移動的，以便對向板364可于釋放位置中接觸且樞軸轉(zhuǎn)動指狀物362，而在 中央對準位置中，從指狀物362松脫。 于一實施方式中，對向板364可為固定的，而支撐底座332與對向板364間的相對 移動則是因支撐底座332的垂直移動所致。當支撐組件330處于圖2C所示的上升位置時， 指狀物362嚙合在基板304的周邊邊緣上以將基板304對準中央，而當支撐組件330處于 下降位置時(未示出)，指狀物362從基板304的周邊邊緣松開。類似中央對準組件的詳 細描述可見于在2007年10月26日遞交的美國臨時專利申請序列號60/982， 961，名稱為 "APPARATUS AN匿ETHOD FOR CENTERING A SUBSTRATE IN A PROCESS CHAMBER"(代理人案 號11997L02)，其以引用方式并入本文。 蓋組件322提供各處理區(qū)域302中的處理容積316的上邊界。可將蓋組件322移 除或開啟以維修處理區(qū)域302。于一實施方式中，蓋組件322以鋁制成。
氣體傳送組件耦合至各處理區(qū)域302中的蓋組件322內(nèi)側(cè)。氣體傳送組件包括連 接至可開關(guān)轉(zhuǎn)換的功率源372的氣體碗(gas bowl) 370，該功率源372系可操作以選擇地施 加多種偏壓(包括RF偏壓、DC偏壓、AC偏壓或接地電壓)至氣體碗370。氣體碗370具有 外壁374、內(nèi)壁376與底部378。底部378的形狀可配置成大致依循在各處理區(qū)域302中進 行處理的基板304的輪廓。各氣體碗370包括經(jīng)由第一入口埠307耦合至第一氣體源306 的第一氣體分布路線，以及經(jīng)由第二入口埠309耦合至第二氣體源308的第二氣體分布路 線。
第一氣體分布路線包括部分界定于外壁374、內(nèi)壁376與底部378間的第一空間
380A，以及包括多個穿過底部378周邊邊緣區(qū)域而形成且與第一空間380A相連的狹縫382。
于一實施方式中，狹縫382可向外呈一角度，以避免氣流向基板304的中央部分。 第二氣體分布路線包括由第一空間380A圍繞的第二空間380B。連接至第二入口
埠309的第二空間380B部分界定于內(nèi)壁376與底部378的穿孔部分384間。穿孔部分384
包括多個孔洞386，空間380B中所接收的氣體通過孔洞386流入處理容積316中。 為了蝕刻在基板304的邊緣區(qū)域的沉積膜，各處理區(qū)域302也包括設(shè)置成與外壁
374相鄰的等離子體產(chǎn)生器，以撞擊在基板304周邊邊緣區(qū)域中的等離子體。等離子體產(chǎn)生
器包括夾置于絕緣材料390間的電極388，其中絕緣材料390設(shè)置成與氣體碗370的外壁
374相鄰。電極388耦合至RF功率源392，且包括定位在靠近外壁374與支撐底座322邊
緣部分的傾斜端394。 依上述配置的各處理區(qū)域302可能選擇地以沉積模式或邊緣蝕刻模式操作。
在操作的沉積模式中(例如PECVD)，空間380B從第二氣體源308接收處理氣體， 而基板304則被加熱。當支撐組件330接地時，可開關(guān)切換的功率源372將RF偏壓施加至 氣體碗370，進而從經(jīng)由孔洞386導(dǎo)入支撐組件330與氣體碗370間的處理容積316中的處 理氣體產(chǎn)生等離子體。整個基板304因而暴露于等離子體中且進行處理，例如在基板304 上沉積一薄膜?？梢罁?jù)形成于基板304上的沉積膜類型，設(shè)定來自可開關(guān)切換的功率源372 的RF功率、處理氣體的組成以及施加在基板304上的熱條件。 于 一 實施方式中，沉積膜可包含括有非晶碳的先進構(gòu)圖薄膜 (AdvancedPatterning Film，"APF")。當將含有丙烯(C3朋)作為碳源的處理氣體導(dǎo)入處 理容積316中時，可在約20(TC和150(TC間的基板溫度下沉積APF。可選地，處理氣體可含 有其它化學(xué)元素以包含于APF中，例如氮氣(N2)與摻雜元素?？梢约s13. 56MHz的頻率將約 500W到約1500W間的RF功率施加于腔室中。利用PECVD形成APF條件的詳細描述及其使 用描述于美國專利No. 7， 262， 106，名稱為"Absorber Layer for DSA Processing",其以引 用方式并入本文。 —旦完成沉積膜的形成后，可使用蝕刻功能移除基板304的邊緣區(qū)域中不想要的 部分沉積膜。在操作的邊緣蝕刻模式中，第一容積380A經(jīng)由第一入口埠307接收來自第一 氣體源306的蝕刻氣體。蝕刻氣體的實例可包括但不限于NF3、 02、 F2或SF6。同時，可將氣 體碗370與支撐底座332接地，因而施加給電極388的RF功率激發(fā)經(jīng)由靠近斜端394、支 撐底座332與氣體碗370之間的狹縫382而導(dǎo)入的蝕刻氣體。可設(shè)定傾斜端394的傾斜角 度，以便促進從狹縫382傳送的蝕刻氣體的離子化。等離子相的蝕刻劑進而形成于基板304 的邊緣區(qū)域附近內(nèi)。 為了防止蝕刻劑朝基板304的中央?yún)^(qū)域擴散，第二氣體源308提供經(jīng)由第二氣體 分布路線傳送的惰性氣體，且惰性氣體在基板304的上表面上從中央?yún)^(qū)域徑向地流向周邊 邊緣區(qū)域。惰性氣體的徑向流動能將蝕刻劑的作用區(qū)域限制在基板304的周邊區(qū)域。
雖然處理系統(tǒng)300的一個特定施行例示已于前文說明，也可能有不同的實施方 式。例如，另一實施方式可于各處理區(qū)域302內(nèi)側(cè)遠離基板邊緣處(例如整合于氣體碗370 中)限定出等離子體容積(plasma volume)。等離子體容積接收一工藝氣流，當工藝氣流 通過接地與放置在等離子體容積中的RF(射頻)電極間，且在被傳送到基板304的邊緣區(qū)之前時，會被激發(fā)。其它實施方式中，等離子體可由位于各處理區(qū)域302外側(cè)的遠程等離子 體源提供。用以處理基板邊緣的類似處理系統(tǒng)的實例描述于2007年10月26日遞交的美 國臨時專利申請案序列號60/982， 993，名稱為"APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSINGA SUBSTRATE EDGE REGION"(代理人案號11997. L03)，其以引用方式并入本文。
如已于上文中描述，處理系統(tǒng)200因而能整合基板邊緣處理能力，以同時處理多 片基板。雖然圖2A所示的處理系統(tǒng)的各雙處理腔室描述成含有沉積與蝕刻能力兩者，但其 它處理系統(tǒng)可整合處理腔室的多種組合，其中邊緣處理功能可在獨立的腔室中執(zhí)行。具有 執(zhí)行邊緣處理功能的獨立處理腔室的基板處理系統(tǒng)實例，則于下文中結(jié)合圖3A、3B與4進 行描述。 圖3A為基板處理系統(tǒng)200a的另一實施方式的示意圖。如圖2A所示的實施方式， 處理系統(tǒng)200a包括制造界面210和基板傳送腔室270，基板于該制造界面210處裝載至加 載互鎖真空室240a、240b中或從加載互鎖真空室240a、240b卸除，而基板傳送腔室270裝 有用以裝卸基板的機械手臂272。然而，不同于整合沉積與邊緣蝕刻處理兩者的雙處理腔 室，系統(tǒng)200a包含僅執(zhí)行邊緣蝕刻處理的雙處理腔室。更具體地，雙處理腔室420配置成 執(zhí)行邊緣蝕刻處理。 雙處理腔室420接收已于雙處理腔室410中處理過的基板。經(jīng)處理的基板具有邊 緣區(qū)域，該邊緣區(qū)域處的部分沉積膜將于雙處理腔室420中蝕刻去除。雙處理腔室420的 合適結(jié)構(gòu)可類似于圖2C所示的雙處理腔室。適于處理基板邊緣區(qū)域的雙處理腔室420替 代實施方式的實例描述于2007年10月26日提交的美國臨時專利申請案序號60/982， 993， 名稱為"APPARATUS AND METHODFOR PROCESSING A SUBSTRATE EDGE REGION"(代理人案號 11997. L03)，其以引用方式并入本文。舉例而言，如本案圖3A-3C所示，用以在基板邊緣區(qū) 域處產(chǎn)生等離子體蝕刻劑的等離子體產(chǎn)生器可并入處理腔室的氣體分布組件中。于氣體分 布組件內(nèi)側(cè)形成的等離子體蝕刻劑之后可經(jīng)由氣體分布板傳送至基板的邊緣區(qū)域。于本案 圖2A與2B所示的替代實施方式中，等離子體蝕刻劑可由遠程等離子體源提供，并經(jīng)由氣體 分布組件傳送至基板的邊緣區(qū)域。 于一實施方式中，處理系統(tǒng)200a可藉由從制造界面210將基板裝載至加載互鎖真 空室240a中而操作，以處理多個基板。基板裝卸機械手臂272隨后可將基板從加載互鎖真 空室240a傳送至雙處理腔室420中以進行邊緣蝕刻。在完成所有必要的半導(dǎo)體工藝后，基 板裝卸機械手臂272最后可將經(jīng)處理的基板經(jīng)由加載互鎖真空室240b送出真空環(huán)境至制 造界面210。 圖3B為基板處理系統(tǒng)400的另一實施方式的示意圖。如圖2A所示實施方式，處 理系統(tǒng)400包含制造界面210和基板傳送腔室270，基板于該制造界面210處裝載至加載 互鎖真空室240a、240b中或從加載互鎖真空室240a、240b卸除，基板傳送腔室270裝有用 以裝卸基板的機械手臂272。然而，不同于整合沉積與邊緣蝕刻處理兩者的雙處理腔室，系 統(tǒng)400包括分別執(zhí)行沉積與邊緣蝕刻處理的雙處理腔室。更具體地，雙處理腔室410配置 成執(zhí)行沉積處理，而雙處理腔室420配置成執(zhí)行邊緣蝕刻處理。 各雙處理腔室410配置成執(zhí)行CVD處理，以于基板上形成不同的沉積膜。各雙處 理腔室410可具有兩個或更多個處理區(qū)域，該些處理區(qū)域可彼此相互隔離，并共享同一氣 體供應(yīng)件與同一排氣泵。在各雙處理腔室410中的處理區(qū)域包含獨立的氣體分布組件與
9RF功率源，以在各處理區(qū)域中，在基板表面上提供均勻的等離子體密度。各雙處理腔室410 因而配置成能在處理區(qū)域中的至少兩基板上，同時進行多個隔離的處理程序。適于沉積處 理的雙處理腔室的實例公開于美國專利No. 5， 855， 681，名稱為"ULTRAHIGH THROUGHPUT WAFERVACUUM PROCESSING SYSTEM",其以引用方式并入本文。 于一實施方式中，處理系統(tǒng)400可藉由將基板從制造界面210裝載至加載互鎖真 空室240a中而操作，以處理多個基板?；逖b卸機械手臂272之后可將基板從加載互鎖真 空室240a傳送至一個雙處理腔室410中以進行一種或多種沉積處理。為了移除基板的邊緣 區(qū)域處不想要的部分沉積膜，基板裝卸機械手臂272可將經(jīng)處理的基板從雙處理腔室410 中的其中之一傳送至雙處理腔室420，以進行邊緣蝕刻。在完成所有必要的半導(dǎo)體工藝后， 基板裝卸機械手臂272最后可將經(jīng)處理的基板經(jīng)由加載互鎖真空室240b送出真空環(huán)境至 制造界面210。 圖4為基板處理系統(tǒng)500的另一實施方式的示意圖。處理系統(tǒng)500與圖3所示的 實施方式不同之處在于其整合了多個執(zhí)行沉積處理的雙處理腔室410，例如三個雙處理腔 室410而非圖3B的實施方式的兩個雙處理腔室。基板邊緣處理功能則在設(shè)置于傳送腔室 270與制造界面210間的獨立邊緣蝕刻腔室430中執(zhí)行。基板可經(jīng)由狹縫閥432從傳送腔 室270裝載至邊緣蝕刻腔室430中。于一實施方式中，經(jīng)蝕刻的基板可經(jīng)由狹縫閥434從 邊緣蝕刻腔室430送至制造界面210。 于一實施方式中，邊緣蝕刻腔室430與加載互鎖真空室240可垂直地堆疊在一起， 類似于圖6B所示的邊緣蝕刻-加載互鎖真空組合。 圖5示出邊緣蝕刻腔室430的一個實施方式的示意剖面圖。邊緣蝕刻腔室430 可包括適于支撐基板452的基板支撐件470。基板支撐件470則耦合至可垂直移動以裝載 或卸下基板452的桿454。邊緣蝕刻腔室430的側(cè)壁456則具有耦合至真空泵460的襯墊 458，以抽空腔室430的內(nèi)部體積。蓋組件462向上地限定出腔室430的內(nèi)部體積。蓋組件 462的內(nèi)側(cè)耦合至具有外壁466、內(nèi)壁468與底部450的氣體分布碗464。底部450的周邊 區(qū)域則包括多個狹縫472，其用以將等離子相的蝕刻劑，從遠程等離子體源(remote plasma source, RPS) 474傳送到基板452的邊緣區(qū)域。氣體導(dǎo)管476由內(nèi)壁468所界定并開通至 底部450的中央?yún)^(qū)域。氣體導(dǎo)管476耦合至清潔氣體源478，以朝基板452的中央?yún)^(qū)域輸 送惰性氣體。沿氣體導(dǎo)管476所提供的氣流則配置成從中央至邊緣，以保護基板452未經(jīng) 處理的區(qū)域。前文與邊緣蝕刻腔室430其它實施方式的更詳細描述可參見于2007年10 月26日遞交的美國臨時專利申請案序號60/982， 993，名稱為"APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING ASUBSTRATE EDGE REGION"(代理人案號11997. L03)，其以引用方式并入本文。
再次參照圖4，在操作中，處理系統(tǒng)500可裝載多個基板以從制造界面210進入加 載互鎖真空室240進行處理?；逖b卸機械手臂272之后可將基板從加載互鎖真空室240 傳送至雙處理腔室410其中之一中以進行一個或多個沉積處理。為了移除形成在基板邊 緣區(qū)域處不想要的部分沉積膜，基板裝卸機械手臂272可將經(jīng)處理的基板從一雙處理腔室 410傳送至邊緣蝕刻腔室430中，以進行邊緣蝕刻。在邊緣處理操作完成之后，經(jīng)處理的基 板可傳送回雙處理腔室410其中之一，以進行進一步的沉積，或經(jīng)由加載互鎖真空室240送 至制造界面210。 值得一提的是可將邊緣蝕刻腔室配置成平行處理一個或多個基板。圖6A為邊緣蝕刻腔室480的替代實施方式的示意剖面圖，其具有兩相互堆疊以平行處理至少兩個基板 452的處理區(qū)域486。各處理區(qū)域486可配置成與圖5所示的邊緣蝕刻腔室430內(nèi)部相似， 并具有一個基板支撐件470與一個氣體碗464。各氣體碗464具有狹縫472，狹縫472適于 將等離子體蝕刻劑傳送至基板邊緣區(qū)域，以移除其上的部分沉積膜。 圖6B顯示出邊緣蝕刻_加載互鎖真空組合480a的示意剖面圖，其具有一堆疊于 加載互鎖真空區(qū)域486a上方的處理區(qū)域486。處理區(qū)域配置成與圖5所示的邊緣蝕刻腔室 430內(nèi)部相似，并具有一個基板支撐件470與一個氣體碗464。各氣體碗464具有狹縫472， 狹縫472適于將等離子體蝕刻劑傳送至基板邊緣區(qū)域，以移除其上的部分沉積膜。邊緣蝕 刻_加載互鎖真空組合480a可定位于制造界面與傳送腔室之間。 于替代實施方式中，基板邊緣蝕刻功能也可僅以邊緣蝕刻裝置的形式提供，其中 邊緣蝕刻裝置由制造界面與獨立邊緣蝕刻腔室所構(gòu)成，如圖7A、7B與8所示。
圖7A中，邊緣蝕刻裝置602包括制造界面604與獨立邊緣蝕刻腔室606。待處理 的基板從制造界面604裝載至邊緣蝕刻腔室606中以進行邊緣蝕刻。 一旦經(jīng)處理，基板接 著可從邊緣蝕刻腔室606卸下回到制造界面604。 圖7B中，邊緣蝕刻裝置608包括經(jīng)由加載互鎖真空腔室610連接至獨立邊緣蝕刻 腔室606的制造界面604。 圖8繪示了邊緣蝕刻裝置612的另一實施方式，其中雙邊緣蝕刻腔室614耦合至
制造界面604。雙邊緣蝕刻腔室614具有配制成用以平行處理至少兩個基板的兩處理區(qū)域。
在各處理區(qū)域中進行處理的各片基板可分別地從處理接口 604進行裝載或卸除。 如前文所述，在此所述的處理系統(tǒng)與方法因而能整合基板邊緣處理能力，以同時
處理多片基板。因此，可有利地獲得與基板邊緣處理能力結(jié)合的高產(chǎn)出處理。 盡管上文已揭示本發(fā)明之部分實施方式，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍下，也可
獲致本發(fā)明其它或進一步的實施方式，且其范圍由下述權(quán)利要求所界定。
1權(quán)利要求
一種處理多片基板的裝置，包括一加載互鎖真空室；一傳送腔室，耦合至該加載互鎖真空室；以及一個或多個雙處理腔室，耦合至該傳送腔室，其中各雙處理腔室限定兩個獨立的處理區(qū)域，且各處理區(qū)域包括一基板支撐件，其具有基板支撐表面；一等離子體產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以將等離子相的蝕刻劑提供至該基板支撐表面的周邊區(qū)域；以及一耦合至氣體源的氣體傳送組件，其中該氣體傳送組件經(jīng)配置以在該基板支撐表面上產(chǎn)生徑向氣流，其中該徑向氣流從該基板支撐表面的約中央?yún)^(qū)域流向該基板支撐表面的該周邊區(qū)域。
2. 如權(quán)利要求1的裝置，其中該等離子體產(chǎn)生器包括一第一電極；以及一第二電極，其與該第一電極分隔，其中該第一與該第二電極間的距離依不同位置而不同。
3. 如權(quán)利要求2的裝置，其中該氣體傳送組件更耦合至一蝕刻氣體源，以將蝕刻氣體供至該等離子體產(chǎn)生器。
4. 如權(quán)利要求2的裝置，其中該第一電極耦合至射頻功率偏壓，而該第二電極耦合至接地電壓、DC偏壓或AC偏壓之一。
5. 如權(quán)利要求2的裝置，其中至少該第一電極包含一傾斜部分。
6. 如權(quán)利要求2的裝置，其中該第二電極設(shè)置在該氣體傳送組件的一部分上。
7. 如權(quán)利要求2的裝置，其中該第二電極設(shè)置在該基板支撐件上。
8. 如權(quán)利要求2的裝置，其中該等離子體產(chǎn)生器設(shè)置在該氣體傳送組件的外側(cè)。
9. 如權(quán)利要求1的裝置，其中該氣體傳送組件包括氣體分布板，該氣體分布板經(jīng)配置以在該基板支撐件各處平均地分布處理氣體。
10. 如權(quán)利要求l的裝置，其中該氣體源更配置成經(jīng)由該氣體傳送組件提供處理氣體，以于設(shè)置在各處理區(qū)域中的基板上形成沉積膜。
11. 一種處理多片基板的裝置，包括一加載互鎖真空室；一傳送腔室，耦合至該加載互鎖真空室；一個或多個雙處理腔室，其適于執(zhí)行沉積處理，其中該一個或多個雙處理腔室耦合至該傳送腔室；以及一基板邊緣處理腔室，其耦合至該傳送腔室，該基板邊緣處理腔室包括一基板支撐件，其具有基板支撐表面；一等離子體產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以將等離子相的蝕刻劑提供至該基板支撐表面的周邊區(qū)域；以及一氣體傳送組件，耦合至一氣體源，其中該氣體傳送組件經(jīng)配置以在該基板支撐表面上產(chǎn)生一徑向氣流，其中該徑向氣流從該基板支撐表面的約中央?yún)^(qū)域流向該基板支撐表面的該周邊區(qū)域。
12. 如權(quán)利要求11的裝置，其中該等離子體產(chǎn)生器包括一第一電極；以及一第二電極，其與該第一電極分隔，其中該第一與該第二電極間的距離依不同位置而不同。
13. 如權(quán)利要求12的裝置，其中該氣體傳送組件更耦合至一蝕刻氣體源，以將蝕刻氣體供至該等離子體產(chǎn)生器。
14. 如權(quán)利要求12的裝置，其中該第一電極耦合至射頻功率偏壓，而該第二電極耦合至接地電壓、DC偏壓或AC偏壓之一。
15. 如權(quán)利要求ll的裝置，其中該基板邊緣處理腔室系設(shè)置在該傳送腔室與一制造界面之間。
全文摘要
本發(fā)明的實施例涉及一種整合基板邊緣處理能力的基板處理系統(tǒng)。所述處理系統(tǒng)的實例包括但不限于一制造界面、一加載互鎖真空室、一傳送腔室以及一或多個雙處理腔室，其中該雙處理腔室具有兩個或多個可彼此相互隔離，且共享同一氣體供應(yīng)件與同一排氣泵的處理區(qū)域。在每一雙處理腔室中的處理區(qū)域包含獨立的氣體分布組件與RF功率源，以在每一處理區(qū)域中基板表面上的選擇區(qū)域提供等離子體。每一雙處理腔室因而設(shè)置成能于處理區(qū)域中的至少兩個基板上同時進行多個經(jīng)隔離的處理。
文檔編號C23F1/02GK101743341SQ200880024436
公開日2010年6月16日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者加內(nèi)什·巴拉薩布拉曼尼恩, 卡希克·賈納基拉曼, 周建華, 戴爾·R·杜波依斯, 托馬斯·諾瓦克, 秋·錢, 穆罕默德·阿尤布, 約瑟夫·C·沃納, 維斯韋斯瓦倫·西瓦拉瑪克里施南, 金義勇, 阿希什·沙, 阿米爾·阿拉-巴提亞, 馬克·A·福多爾 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司